Ахлах сургуулийн физик

Систем ба орчныг ойлгох

Систем гэдэг нь судалж буй объект эсвэл объектын бүлэг юм. Орчлон ертөнцийн бусад объектуудыг хүрээлэн буй орчин гэж нэрлэдэг. Ерөнхийдөө системийг орчноосоо "хуваалт/хязгаарлагч/тусгаарлагч"-аар тусгаарладаг.

Жишээлбэл, бид термос доторх усыг судлахыг хүсч байна гэж бодъё. Термос доторх ус нь системийг бүрдүүлдэг бол термосны гаднах агаар болон бусад биетүүд нь орчныг бүрдүүлдэг. Термосны хана, дотор талын шил, гадна талын хуванцар нь тусгаарлагч болж үйлчилдэг. Үүний нэг жишээ бол усны термос юм.

Цааш нь

Нууцлаг дулааныг ойлгох

Хэрэв та хүйтэн ус ба мөсний холимогтой саванд мөнгөн усны термометр хийвэл доош хөдөлсний дараа мөнгөн усны гадаргуу хөдөлгөөнгүй эсвэл цаашид хөдлөхгүй байгааг ажиглах болно. Ус хайлах цэг эсвэл хөлдөх цэг (0 ^° C)-д хүрсний дараа мөнгөн усны гадаргуу хөдлөхөө болино. Хэрэв сав онгорхой байвал өндөр температуртай агаараас бага температуртай мөс ба усны холимог руу дулаан урсдаг. Агаараас гарч буй нэмэлт дулаан нь мөсийг хайлуулахад хүргэдэг. Мөс хайлах үед мөс ба усны холимогийн температур өөрчлөгддөг үү? Мөс хайлах үед ус ба мөсний холимогийн температур өөрчлөгддөггүй.

Цааш нь

Хувийн дулаан (c) гэдэг нь объектын нэг нэгж массын (m) температурыг (T) нэг градусаар нэмэгдүүлэхэд шаардлагатай дулааны хэмжээ (Q) юм. c-ийн томъёо нь:

Олон улсын нэгжийн систем нь Ж/кг К юм.

Объектын хувийн дулаан температуртай хамт өөрчлөгддөг. Хэрэв температурын өөрчлөлт хэт их биш бол утгыг тогтмол гэж үзэж болно. Дараах нь 1 атм даралттай, 20 ^° C температуртай хэд хэдэн объектын хувьд c-ийн утгууд юм (туршилтаар олж авсан).

Цааш нь

Хэрэв өөр өөр температуртай объектууд хоорондоо хүрэлцвэл дулаан нь өндөр температуртай объектоос бага температуртай объект руу байгалийн жамаар шилждэг. Хоёр объект дулааны тэнцвэрт байдалд хүрмэгц дулаан дамжуулалт зогсдог. Дулаан дамжуулалт нь хүрэлцэж буй объектуудын температурын өөрчлөлтийг үүсгэдэг гэж хэлж болно . Энэхүү товч тайлбар дээр үндэслэн дулаан (Q) нь объект болон тухайн объектын температурын өөрчлөлт (дельта T) -тэй холбоотой гэж дүгнэж болно . Объект бүр масстай (m) бөгөөд объектын төрөл нь бас өөр өөр байдаг.

Цааш нь

Дулааны нэгж нь илчлэг (товчилсон кал). Калори гэдэг нь 1 грамм усны температурыг 1 C ^o- ээр (яг 14,5 ^o C-аас 15,5 ^o C хүртэл) нэмэгдүүлэхэд шаардагдах дулааны хэмжээ юм. Шаардлагатай дулааны хэмжээ нь усны температурын өөр өөр үед харилцан адилгүй байдаг. Ижил хэмжээний дулааны хувьд усны температур 1 C ^o-ээр нэмэгдэх нь зөвхөн 14,5 ^o C-аас 15,5 ^o C-ийн хооронд тохиолддог. Ялангуяа хүнсний эрчим хүчний үнэ цэнийг илэрхийлэхэд ихэвчлэн ашиглагддаг дулааны нэгж нь килокалори (ккал) юм. 1 ккал = 1000 калори. 1 ккал-ийн өөр нэршил = 1 калори (том К). Британийн системийн дулааны нэгж нь Btu (Британийн дулааны нэгж) юм. 1 Btu = 1 фунт усны температурыг 1 F ^o- ээр (яг 63 ^o F-ээс 64 ^o F хүртэл) нэмэгдүүлэхэд шаардагдах дулааны хэмжээ.

Цааш нь

Усны аномалийг ойлгох

Биет бүрийн температур нэмэгдэхэд тэлж (эзэлхүүн нэмэгддэг), харин температур буурахад агшдаг (эзэлхүүн буурдаг). Ус мөн температур нэмэгдэхэд тэлж, температур буурахад агшдаг боловч 0 ^° C - 4 ^{° C температурт байдаггүй. 0 °} C ба 4 ^° C температурын хооронд температур нэмэгдэхийн хэрээр усны хэмжээ буурдаг (ус агшдаг). Хэрэв бид усыг 0 ^° C температурт халаавал ус халуун байх тусам усны хэмжээ буурдаг. Ус 4 ^{° C температурт хүрэхэд агших үйл явц зогсдог. 4 °} C -аас дээш температурт усны хэмжээ температур нэмэгдэхийн хэрээр нэмэгддэг (ус тэлдэг). Үүний эсрэгээр, температур 4 ^° C-аас 0 ^{° C хүртэл буурахад ус тэлдэг (усны хэмжээ нэмэгддэг). Усны энэ хачин байдлыг} усны аномали гэж нэрлэдэг.

Цааш нь

Хэрэв та цахилгааны кабелийг анхааралтай ажиглавал тэдгээр нь суларснаас болж доошоо муруйж байгааг анзаарах болно. Цахилгааны кабелийг яагаад зүгээр л чангалахын оронд санаатайгаар сулруулдаг вэ? Зүүн Нуса Тэнгарагийн Флорес, Лембата дахь ихэнх дээврийг цайр (Zn)-аар хийдэг. Өдрийн цагаар эсвэл шөнийн цагаар цайрын дээвэр чимээ гаргадаг. Цайр яагаад чимээ гаргадаг вэ? Хэрэв та Жава арал дээр амьдардаг бол төмөр замын замыг ажигласан байж магадгүй юм. Төмөр замын холболтод зай завсар байдаг. Төмөр замын холболтод эдгээр зай завсар ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ? Тэлэлтийн сэдэвтэй холбоотой олон зүйлийн талаар бодож, асууж болно.

Цааш нь

Хэрэв бид мөнгөн усны термометр болон спиртийн термометр гэх мэт өөр өөр төрлийн термометрийг тохируулбал хоёр термометрийн масштаб нь зөвхөн 0 ^° C (эсвэл 32 ^° F) болон 100 ^° C (эсвэл 212 ^° F) температурт ижил байна. Хэрэв бид агаарын температурыг хэмжихэд хоёр термометрийг ашиглавал термометр бүрийн харуулсан тоо заавал ижил байх албагүй. Мөнгөн усны термометр 48 ^° C, харин спиртийн термометр 46 ^° C харуулж байж магадгүй юм. Учир нь мөнгөн ус болон спиртийн тэлэлтийн хурд өөр өөр байдаг. Үүнтэй адилаар хоёр металлын термометр гэх мэт бусад төрлийн термометрүүд ч мөн адил. Ийм байдлаар тодорхойлогдсон температурын масштаб нь ашигласан материалын шинж чанараас ихээхэн хамаардаг.

Цааш нь

Цельсийн болон Фаренгейтийн хэмжүүрүүд нь өөр өөр температурын хэмжүүрүүд юм. Хэрэв объектын температурыг Цельсийн хэмжүүрээр хэмжиж, илэрхийлсэн бөгөөд бид объектын температурыг Фаренгейтээр илэрхийлэхийг хүсвэл Цельсийн хэмжилтийг Фаренгейт болгон хөрвүүлнэ. Энэ хэсэгт бид температурын хэмжилтийг хэрхэн хөрвүүлэх эсвэл гүйцэтгэхийг сурах болно.

1 атм даралттай үед Цельсийн термометрийн мөсөн цэгийн температур = 0 байна ^oC, харин Фаренгейтийн термометрийн хэмжээс = 32 ^oF. Үүний эсрэгээр, 1 атм даралттай үед Цельсийн шаталбартай термометрийн уурын цэгийн температур = 100 байна. ^oC, харин Фаренгейтийн термометрийн хэмжээс = 212 ^oF. Доорх зургийг ажиглаарай!

Цааш нь

Термометрийн жингийн төрлүүд

Термометрийг температурыг хэмжихэд ашиглахын тулд түүнийг масштабаар тодорхойлох шаардлагатай. Цельсийн болон Фаренгейтийн хоёр түгээмэл хэрэглэгддэг хэмжүүр нь термометр юм. Индонезид хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг температурын хэмжүүр нь Цельсийн хэмжүүр юм. Цельсийн хэмжүүрийн өөр нэг нэр нь Цельсийн хэмжүүр юм. Цельсийн хэмжүүр = зуун алхам. Фаренгейтийн хэмжүүрийг АНУ эсвэл хүйтэн өвөлтэй орнуудад ихэвчлэн ашигладаг. Шинжлэх ухаанд онцгой чухал температурын хэмжүүр бол үнэмлэхүй хэмжүүр буюу Кельвиний хэмжүүр юм. Кельвиний хэмжүүрийг дараа нь авч үзэх болно.

Цельсийн болон Фаренгейтийн хэмжүүрүүд нь усны хөлдөх болон буцлах цэгүүдийг тогтмол цэг болгон ашигладаг. Бодисын хөлдөх цэг нь хатуу ба шингэн фазууд дулааны тэнцвэрт байдалд байх температур юм . Үүний эсрэгээр, бодисын буцлах цэг нь шингэн ба хийн фазууд дулааны тэнцвэрт байдалд байх температур юм. Хөлдөх болон буцлах цэгүүд нь агаарын даралттай үргэлж өөрчлөгддөг тул агаарын даралтыг эхлээд тодорхойлох ёстой. Бид ихэвчлэн 1 атм (нэг атмосфер) гэсэн стандарт даралтыг ашигладаг. Агаар мандал нь агаарын даралтын нэгж юм.

Цааш нь